Задача экспономерии. Экспозиция. Факторы экспозиции. Контраст объекта. Интервал яркостей объекта

В фотографии одним из основных моментов является выставление правильной экспозиции при съемке объекта. Это связано с тем , что для получения требуемого изображения на фотоносителе он должен получить определенное количество света. Если света недостаточно, то фотоматериал оказывается недоэкспонированным. При избытке света фотоматериал оказывается переэкспонированным.

Существует также проблема динамического диапазона фотоматериалов- все они имеют различную способность передачи полутонов между черными и белыми участками. Так например негативная пленка способна передать диапазон яркостей до 1:200, в то время как фотобумага только до 1:50. То есть не вся информация с пленки может быть перенесена на бумагу.

Основной задачей экспозиции является установление такой выдержки и диафрагмы, чтобы на фотоматериале проэкспонировался желаемый диапазон яркостей.

Величина экспозиции (EV) - часто употребляемое понятие, используемое для объяснения разницы экспозиций. Разница в экспозиции на 1 ступень (1 EV) соответствует изменению на +/- 1 деление диафрагмы, или, соответственно, уменьшению, либо увеличению выдержки в два раза.

Например, если по результатам замера освещенности некоего объекта камера установила экспозицию [1/125, f/8]и Вы решили изменить данное значение на +1 EV, то это может быть любая из следующих пар: [1/60, f/8], [1/90, f/6,7], [1/125, f/5.6] (при шаге в 1/2 EV). В любом из этих трех случаев количество света, попавшего через объектив на пленку, окажется вдвое больше исходного. В то же время, экспозиция [1/125, f/8] будет означать то же значение EV, что и [1/90, f/9.5], или [1/60, f/11]. Во всех этих случаях количество света, попавшего на пленку, будет одинаковым.

При экспонировании объектов с небольшим диапазоном яркостей, особых проблем не возникает так как все детали укладываются в диапазон пленки или фотобумаги. Сложнее ситуация, когда в кадре находятся объекты с очень большой разницей в уровне освещения, например темный лес на фоне светлого неба. В данном случае приходится чем-то жертвовать - либо допускать, что все тени будут черными, либо не передавать оттенки светлого. Иногда малый диапазон фотоматериалов используется для создания специальных эффектов. Например если снимать фигуру человека против света и экспонировать фотоматериал по наибольшей освещенности, то мы получим черную фигуру на светлом фоне.

В связи с тем, что человеческий глаз очень хорошо приспосабливается к окружающему освещению, достаточно сложно, не имея большого опыта выставить правильную экспозицию. Так например освещенность в комнате вечером нам кажется вполне достаточной, хотя она в сотни раз меньше чем днем. Это связано с тем, что человеческий зрачок в темноте расширяется и пропускает больше света.

Для измерения освещенности объекта созданы так называемые экспонометры для постоянного освещения и флэшметры для измерения импульсного освещения. Эти приборы могут отличаться по сложности и точности, но все основаны на измерении освещенности фотоэлементом преобразующим свет в электрический ток. Замерив освещенность, прибор показывает необходимые выдержку и диафрагму взависимости от светочуствительности используемого фотоматериала.

Замеры могут производиться либо в падающем, либо в отраженном свете. Замеры в падающем свете наиболее точные и дают правильную картину освещенности объекта, но для этого необходимо поместить экспонометр на место где находится объект и повернуть его в сторону камеры, что не всегда возможно. В большинстве случаев замеры производятся по отраженному свету, например встроенным в камеру экспонометром. В связи с этим возникает ряд сложностей. Все экспонометры настроены таким образом, что предполагают, что от объекта отражается 18% света (среднесерый объект)- это соответствует большинству стандартных ситуаций, однако если весь кадр занимает черный или белый фон, то на снимке в результате получится серый фон. В связи с этим фотограф в нестандартных ситуациях сам должен решать каким образом скорректировать предлагаемую экспонометром величину, чтобы получить желаемый результат. Для упрощения этой задачи в ряде камер существуют несколько видов замера:

- точечный замер позволяет измерить освещенность на маленьком сюжетно важном участке кадра и исходя из этого установить требуемую экспозицию.

-центральновзвешенный замер, при котором предполагается, что наиболее важным является центральна часть кадра и ей отдается приоритет, а края кадра имеют меньшее значение. При таком способе яркий источник света попавший в край кадра уже не оказывает значительного влияния на общую экспозицию.

- многозонный ( матричный замер), при котором фотоэлемент разбит на несколько зон и на основе получаемых с этих зон данных камера рассчитывает оптимальную экспозицию, основываясь на занесенную в нее фирмой производителем базу данных. С помощью такого замера камера может например определить контровый свет.

При использовании всех этих замеров, следует помнить, что камера всегда считает все объекты среднесерыми и Вы сами должны принять решение и вручную ввести экспокоррекцию, иначе Вы окажетесь в ситуации, когда снимки снятые ночью будут выглядеть как днем или ослепительно белый снег будет грязно серым. О том как практически решается эта проблема Вы можете прочитать в разделе посвященном "Зонной теории Ансела Адамса".

КОНТРАСТ ОБЪЕКТА РАЗЛИЧЕНИЯ С ФОНОМ — показатель (К), определяемый отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона. Считается:

большим — при К > 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости);

средним — при К = 0,2—0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости);

малым — при К < 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Интервал яркостей — это соотношение между яркостью самого темного и самого светлого участков поверхности.

Рис. 3. Условное распределение элементарных экспозиций на рабочей кривой негатива нормального образцового объекта (а), объекта с большими площадями белого (б) и большими площадями черного (в) тонов и графический текстовой оригинал (г)

Самыми темными могут быть: тени в складках черной бархатной одежды; черная бархатная ткань как элемент одежды человека; черный мех в одежде, в том числе и из черного бархата; черные проемы открытых окон, дверей и подъездов домов при высоком стоянии солнца в яркий летний день; все черные и темные детали объекта с недостаточной освещенностью или без освещения; тени в натурных объектах

Самыми светлыми участками объекта съемки без бликов и зеркального отражения могут быть: свежевыпавший снег и свежевыбеленные стены; белая одежда и белая бумага, белые ткани; яркое белое небо с высокой облачностью; небо с яркими белыми кучевыми облаками (пасмурное небо по светлоте может быть темнее белого). Предельный интервал яркостей при равномерном освещении может быть определен из соотношения светлот черного меха и свежевыпавшего снега — 0,003 : 0,99, что составит 1:330 или просто 330 (в логарифмическом выражении ΔB=2,5). При условии неравномерного освещения, когда черный мех находится в тени, а освещается только снег, интервал будет значительно больше 330. Точными измерениями установлено, что средний интервал яркостей натурного объекта равен 160 (ΔB=2,2), а объекта в интерьере — до 160 (ΔB< 2,2). В большинстве случаев съемки при постановочном освещении в интерьере ΔB объекта не превышает 128 (ΔB = 2,1). Это значение установлено для образцового (эталонного) объекта съемки и выражено 8-польной серой шкалой (см. рис. 1).

Современные негативные пленки изобразительной фотографии и кинопленки передают интервал ΔB = 2,1 в негативах нормально. Позитивные и диапозитивные пленки допускают передачу ΔB = 2,3. Фотобумаги способны передавать интервал примерно 60 (ΔB = 1,8). В передаче максимального интервала ΔB = 2,5 при наличии в объекте лица человека с ρ=0,3....0,4 есть одна особенность: тон лица при таком интервале и выравнивающем проявлении передается в негативе плотностью меньше D = 1 и выглядит в позитиве темнее обычного.

·

Рис. 4. Распределение на рабочей кривой негатива полутонов при увеличении расчетной экспозиции в четыре раза для темных (а) и уменьшении расчетной экспозиции в два раза для светлых (б) объектов

По значениям светлот ρ определяют контраст объекта Δρ. Если освещение более или менее равномерное (например, пасмурный день), то контраст светлот объекта является контрастом его яркостей — интервалом ΔB = Δρ фотографии светлоты поверхностей связаны с их фактурами. При съемке с целью сравнения всегда следует помнить коэффициенты отражения некоторых темных и светлых фактур. Из темных: черный бархат — 0,6 %, черное сукно — 1,2 и типографская краска — 2,2...4. Из белых— белые одежды, облака и белая бумага — 80 % и светлое лицо человека — 40. Более высокие светлоты редки в съемочной практике, не считая свежевыпавшего снега. Наиболее распространенным объектом съемки является человек в черной одежде с белой рубашкой. Контраст его светлот составляет 1,2:80 = 66 (ΔB = 1,8). При равномерном освещении интервал яркости такого объекта хорошо воспроизводится в негативе, при направленном (контрастном установленном) освещении возможности его воспроизведения подходят к пределу. Если в объекте нет указанных фактур, особенно с высшими светлотами, то их контраст можно не учитывать и применять контрастное освещение. Например, при самом светлом элементе в кадре — лице человека (40 % отражения) и отсутствии больших площадей черного контраст светлот составит 2,5:40=1:16 или 16 (ΔB = 1,2). С большими контрастами светлот даже небольшие контрасты освещения образуют большие интервалы яркостей, критичные для тоновоспроизведения. При съемке объекта с сюжетно-важной деталью (например, лица человека на каком-либо фоне) следует учитывать окружающие его предметы и поверхности, отражающие рефлексный свет. Белые и особенно яркие цветные поверхности окружения уменьшают, а темные — увеличивают контраст освещения и при цветной съемке искажают цвет. Слишком светлое окружение, помимо увеличения общей плотности негатива за счет светорассеяния, значительно снижает контраст сюжетно-важной детали, вследствие чего негативы становятся менее контрастными и вялыми. Темное и даже черное окружение (съемка в лесу на фоне темной листвы деревьев и елей) без неба в кадре почти не влияет на светорассеяние и контраст светлот устанавливается лишь общей освещенностью. Интервал яркостей ΔB не одинаков для восприятия светоприемником, зависит от спектрального состава и равномерности освещения объекта, а также от способов измерения отраженного света приемником-прибором с учетом его вида и спектральной характеристики (рис. 5). Различают интервалы яркостей физический, визуальный, фотометрический и фотографический. Физический ΔB (истинный, объективный, энергетический) существует в природе относительно некоторого условного гипотетического приемника света с равномерной спектральной чувствительностью. При этом условии освещение объекта равномерно по освещенности и спектру.

Визуальный ΔB воспринимается зрением человека соответственно кривым спектральной световой эффективности глаза при дневном и ночном видении. Кривые показывают, что интервал яркостей одного и того же объекта воспринимается по-разному в условиях дневного и ночного освещения и зависит от адаптации зрения. Фотометрический ΔB при измерении отраженного света от элементов яркости объекта зависит от свойств применяемого фотометра и способов измерения. · Фотографический ΔB воспринимается фотопленкой в съемочной камере и зависит от спектральных свойств пленки, съемочной оптики, светофильтров, степени светорассеяния и спектрального состава фотографируемых яркостей.

Рис. 5. Сравнительные спектральные кривые

В пределах спектра при условии равномерно-спектральной освещенности, например от гипотетического источника белого света Е, яркость от элементов съемочного объекта воспринимается неодинаково и зависит от спектральных кривых приемников излучений. В фотографии для сравнения интервалов яркостей объектов съемки пользуются частным от деления высшей яркости на низшую B_макс:B_мин> выражаемым целым числом. Для расчетов экспозиций по характеристической кривой негативной пленки пользуются десятичным логарифмом этого числа, так как ось абсцисс настандартном сенситометрическом бланке размечена в логарифмах экспозиций. Для удобства расчетов предлагается следующая таблица.